Für Prozesse, die Partikel erzeugen und sich Staub bilden kann, kann mit dem Staubabscheider ein großer Teil der Verschmutzungen aufgefangen werden. Ähnlich der Funktion eines Zyklon werden bestimmte Partikelgrößen im unteren Teil abgeschieden. Ein Filtereinsatz kann die restlichen Rohrleitungen vor Verschmutzungen schützen.

Alle gängigen Prozessgase können für thermische Prozesse verwendet werden. Im Falle von brennbaren Gasen werden entsprechende Sicherheitsbaugruppen zugefügt, um den automatischen Anlagenbetrieb abzusichern und gemäß der bestehenden Vorschriften konform zu gestalten. Die Gasversorgung erfolgt entweder durch Gasflussmesser mit manuellen Einstellventilen für die Durchflussmenge oder durch elektronische Mass-Flow-Controller. Im Falle von giftigen und brennbaren Gasen werden entsprechende Maßnahmen zur Absicherung getroffen. Die Gase werden durch Evakuieren und Verbrennen oder gezieltes Ableiten aus dem Arbeitsraum abgeführt. Die Gestaltung der Gasführung hängt von dem jeweils gewünschten Prozess ab. So können Gase direkt in die Retorte gespült oder auch außerhalb der Retorte eindosiert werden. Es kann auch vorkommen, dass in die Retorte ein Prozessgas und außerhalb ein Schutzgas dosiert wird.

Die Sicherheitseinrichtungen bei brennbaren oder giftigen Gasen bestehen in der Regel aus Gasmangelsicherungen, die sowohl den Vordruck als auch den Gasfluss der Betriebsgase kontrollieren. Bei einem Gasmangel werden die Prozesse automatisch abgebrochen und Spülvorgänge eingeleitet. Damit immer genügend Spülgas zum Sicherheitsspülen zur Verfügung steht und nicht durch den Gasmangelalarm eine heiße Anlage nicht mehr freigespült werden kann, müssen die Schutzgase in Tanks gespeichert werden. Diese Tanks enthalten dann die gesamte Spülmenge und gehören zum Anlagenumfang. Am Gasauslass werden die giftigen oder brennbaren Gase in geeigneten Verbrennungseinrichtungen verbrannt, sofern es sich nicht um halogenierte Gase handelt.

Die Kammeröfen werden standardmäßig vierseitig beheizt. Ein Heizkäfig heizt den Boden, Decke und die Seitenwände. Damit werden gute Temperaturverteilungen erreicht. Für besonders anspruchsvolle Anwendungen, kann zusätzlich noch die Tür und die Rückwand beheizt werden. Hierfür werden auf der Innenseite die entsprechenden Heizleiter benötigt. Von der Aussenseite müssen die Stromzuführungen, die Temperaturmesseinrichtung (Pyrometer oder Thermoelement) und die Flansche vorhanden sein. Die Zusatzheizungen werden dann über Niederspannungstransformatoren und vorgeschaltete Thyristorsteller geregelt.

Jede Anlage, die nicht an Luft betrieben wird, muss einen Atmosphärenwechsel vornehmen. Bei niedrigen Ansprüchen an die Qualität der Restgaszusammensetzung kann dies mit Spülen erreicht werden. Bei einem Hochtemperaturofen würde sich aber ein deutlich messbarer Verschleiß einstellen, weil die poröse Isolierung kaum sauerstofffrei gespült werden kann. Der Restsauerstoff würde beim Aufheizen mit der Isolierung reagieren und diese verschleißen.

Aus diesem Grund sollte bei diesen Öfen zumindest eine einfache Vakuumpumpe zum Atmosphärenwechsel eingesetzt werden. Einfaches Evakuieren und Auffüllen mit Schutzgas führt zu einem Restsauerstoffanteil von etwa 200 – 500 ppm Sauerstoff. Dieser Wert kann durch mehrfaches Evakuieren und Fluten deutlich reduziert werden.

Vakuumprozesse erfordern in der Regel geringere Enddrücke und sind häufig auch auf höhere Saugleistungen angewiesen. Für diesen Fall werden Vorpumpen mit Wälzkolbenpumpen kombiniert. Dadurch wird der Enddruck auf einen Wert reduziert, der bei etwa 10% des Enddruckes der Vorpumpe liegt. Dies wird bei einer deutlich erhöhten Saugleistung erreicht. Die Kombinationen hängen von der Ofengröße und den Kundenanforderungen ab.

Für den Hochvakuumbetrieb müssen zusätzliche Öldiffusionspumpen oder Turbopumpen eingesetzt werden. Auch die Dimensionierung dieser Baugruppen ist stark abhängig von der Anwendung. Graphitöfen können mit gut dimensionierten Öldiffpumpen im Bereich von 10-5 mbar arbeiten. Öfen, die keine Faserisolierung in der Vakuumkammer haben, erreichen sogar Enddrücke im Bereich 10-6 mbar oder besser.

Die thermische Entbinderung oder Pyrolyse setzt gasförmige Kohlenwasserstoffe frei, die früher oder später kondensieren. Damit dies nicht in der Rohrleitung zur Kondensatfalle oder Verbrennungseinrichtung geschieht, werden die Rohrleitungen beheizt. Die Entbinderung kann auf zwei Arten erfolgen. Die einfachere Methode erfolgt durch Erzeugung eines leichten Überdruckes im Ofen und Druckabfall zum Gasauslass, sodass die gasförmigen Bestandteile Richtung Gasauslass strömen. Für besondere Anwendungen, oder wenn die Entbinderung bei einem bestimmten Prozessdruck durchgeführt werden soll, kann dies auch mit einer speziellen Vakuumpumpe erreicht werden. Die Vakuumpumpe saugt die Abgase ab und ein Druckregelventil hält den Ofendruck auf einem stabilen Wert. So kann z.B. bei 800 mbar und einem konstanten Gaszufluss entbindert werden. Die Bindergase werden entweder kondensiert, besser aber aktiv verbrannt. Die Verbrennungseinrichtung muss auf die entsprechende Bindermenge ausgelegt und bauseits müssen hierfür Absaugeinrichtungen vorhanden sein.

Hochtemperaturöfen werden in der Regel mit Pyrometern geregelt. Diese Pyrometer haben einen vordefinierten Messbereich. Wir verwenden Pyrometer mit standardmäßig 350-2500°C. Beim Prozessstart befindet sich der Ofen bei Raumtemperatur und muss jetzt erst undefiniert in den Pyrometermessbereich geheizt werden. Bei empfindlichen Chargen kann dies nicht akzeptiert werden und die Temperatur muss ab Raumtemperatur geregelt gesteigert werden. Hierfür wird in den Hochtemperaturofen ein sogenanntes Schiebethermoelement eingebaut. Das Thermoelement fährt automatisch nach dem Beschicken in den Ofen und übernimmt die Istwerterfassung beim Aufheizen. Bei einer einstellbaren Umschalttemperatur übernimmt der Pyrometer die Regelung und das Thermoelement fährt aus der heißen Zone, weil es die folgenden hohen Temperaturen nicht ohne Schaden überstehen würde. Beim Abkühlen fährt das Thermoelement automatisch wieder in den Ofen und regelt die automatischen Vorgänge bei tiefen Temperaturen.

Pyrometer sind optische Strahlungsmessgeräte. In einem Vakuumofen müssen die Pyrometer durch eine vakuumdichte Scheibe messen. Diese Scheibe kann verschmutzen und damit das Messergebniss verfälschen. Zur Kontrolle des Regelpyrometers kann ein zweites Referenzpyrometer als Baugruppe geliefert werden. Das Fenster dieses Pyrometers ist durch ein Ventil vor Verschmutzung geschützt. Das Ventil öffnet z.B. alle 30 Minuten für 30 Sekunden. Das Messergebnis kann in dem Datarecording protokolliert werden. Wenn dann plötzlich das Messergebnis im Referenzpyrometer ansteigt, ist vermutlich die Scheibe des Regelpyrometers verschmutzt und muss vor dem nächsten Lauf gereinigt werden.

Für den Betrieb bei einem Partialdruck eines Gases kann dieses Gas mit einem konstanten Fluss durch den Mass-Flow-Controller in den Ofen geführt werden. Bei der Definition eines Ofendruckes in der Programmtabelle, z.B. 80 mbar, öffnet das Regelventil und die Gase aus dem Ofen werden abgesaugt, bis der Solldruck erreicht ist. Dann schließt das Ventil langsam und es wird nur noch die Gasmenge abgesaugt, die der Mass-Flow-Contoller in den Ofen lässt, damit der Druck konstant bleibt. Zusätzliche Druckänderungen durch Aufheizen oder Abkühlen kann diese Baugruppe sauber ausregeln. Es kann auch ein definierter Überdruck geregelt werden.

Die Graphitöfen sind in der Regel für Temperaturen bis 2200°C ausgelegt. Höhere Temperaturen sind möglich, allerdings werden dafür stark steigende installierte Leistungen benötigt. Eine Temperaturerhöhung von 2200 auf 2500°C macht z.B. bereits eine Leistungssteigerung von 25% notwendig. Hierfür muss auch beachtet werden, dass demzufolge auch die Kühlwasserleistung entsprechend angepasst werden muss.

Die Anlagen können manuell oder automatisch über eine SPS geregelt und gesteuert werden. Standardmäßig wird in diesem Fall ein Touch Panel zur Bedienung verwendet. Die WIN CC Prozessvisualisierung, die auf einem Anlagen-PC läuft, hat gegenüber dem Touch Panel deutliche Vorteile in der Prozessdokumentation und ein einfacheres Handling. Alle relevanten Prozessparameter werden protokolliert, inkl. Strom, Spannung und Leistung zum jeweiligen Zeitpunkt. Dadurch werden präzise Prozessanalysen möglich. Es können Chargendaten, besondere Merkmale, Uhrzeiten und alle wichtigen Parameter mit dem Prozess gespeichert werden.

Die Anlage kann über Datum und Uhrzeit zu jedem beliebigen Zeitpunkt gestartet werden.

Wenn keine ausreichende Kühlwasserinstallation vorhanden ist, können wir für unsere Anlagen standardmäßig auch Kühlmaschinen mitliefern. Diese Anlagen sind durch spezielle Ausrüstungen auch für die Aufstellung im Freien geeignet und können hierfür mit einer Überdachung versehen werden.

Höhere Leistungen können im Einzelfall separat ausgelegt werden.